定量组织速度成像技术评价儿童充血性心力衰竭左室局部心肌舒张功能的研究

姚大陆

(长春市儿童医院,吉林 长春130061)

本研究应用定量组织速度成像(QTVI)技术评估儿童充血性心力衰竭(CHF)患者左室壁各节段心肌纵轴方向上运动力学特征的价值,评价儿童CHF左室局部心肌舒张功能。

1 材料与方法

1.1 研究对象 自2005年10月至2008年3月来长春市儿童医院临床诊断为充血性心力衰竭的门诊或住院患者,入选标准:①按照美国纽约心脏病学会(NYHA)心功能分级方案,将患儿划分为I-IV级。②根据客观的检查手段如心电图、负荷实验、X线、超声心动图来评估心脏病变的严重程度,分为A、B、C、D四级。③左室射血分数(LVEF)≤40%。除外标准:心脏图像显示不清者。对照组入选标准:①无心脏疾患儿童。②心电图结果正常。③心脏X线结果正常。④血压正常。CHF组:31例,男11例,女20例,年龄1月-11岁,平均年龄4.32±3.37岁。对照组:31例,男12例,女19例,年龄1月-11岁,平均年龄4.41±3.12岁。

1.2 仪器 采用GE公司生产的Vivid7 Pro彩色超声诊断仪,配置有QTVI、TT及解剖M型等成像新技术。M7s心脏探头,探头频率3.0-8.0MHz,探测深度4-10厘米,扫描角度90-120,帧频＞70帧/秒。QTVI可自动定量分析八个不同心肌节段的同步组织多普勒曲线,并显示时相、速度、加速度等参数。

1.3 方法

1.3.1 受检患儿左侧卧位,同步记录心电图(ECG)。取标准心尖四腔心切面、心尖二腔心切面及心尖左室长轴切面,为描述室壁局部运动异常部位及进行定量分析,人为的将左室心肌分为六个室壁,分别为前壁(LVAW)、下壁(LVIW)、后间隔(PS)、侧壁(LVLW)、前间隔(AS)、后壁(LVPW),每个室壁分为四个节段:二尖瓣瓣环(Mva)、左室基底段(Bas)、中间段(Mid)、心尖段(Apex)。应用M 型超声及二维超声测量左心室舒末内径(LVDd)、左心房内径(LA)、室间隔及左室后壁舒张期厚度(IVSd及LVPWd),舒张期二尖瓣口的脉冲多普勒频谱E峰及A峰及等容舒张时间(IRT)。应用二维彩色TVI,调节帧频＞70帧/秒,存储左室壁各节段纵轴方向3个完整心动周期的动态图像原始数据,并存入硬盘。

1.3.2 将存储的原始数据图,根据美国超声心动图学会划分的左室节段标准应用QTVI分析软件逐段进行分析:①心尖四腔心切面显示左室侧壁(LVLW)和后间隔(PS)。②心尖二腔心切面显示左室前壁(LVAW)和左室下壁(LVIW)。③心尖左室长轴切面显示前间隔(AS)和左室后壁(LVPW)。在每个室壁选择四个位点进行取样分析,分别为:①近二尖瓣环(MVA)处;②左室基底段(Bas)中点处:③中间段(Mid)中点:④心尖段(Apex)中点处的内膜下心肌层。在同一切面上同步获取8个取样点的心肌组织多普勒速度曲线图(见图1),横坐标为时间坐标,单位为(ms),纵坐标为速度坐标,单位为(mm/s),分析时保持多普勒声束尽量平行于每一室壁节段,以检测到室壁各节段心肌沿纵轴方向的最大运动速度。取样区的大小设定为3 mm×3 mm。分别测量各节段纵轴方向局部心肌舒张运动参量:①等容舒张期峰速(Vir);②快速充盈期峰速(Ve);③心房收缩期峰速(Va);④Ve/Va比值;⑤二尖瓣E/A的比值。在测量中取3个心动周期的平均值。

2 结果

2.1 常规超声心动图检测两组的左室舒张功能

CHF组的 LVDd、LA明显大于对照组(P＜0.05),而E/A比值明显低于对照组(P＜0.05)。

2.2 QTVI检测两组的左室局部舒张功能

CHF组与对照组的QTVI曲线图显示不同节段心肌在同一心动周期内的同步运动曲线,Vir、Ve、Va与ECG对应的时相清晰、确切。两组患儿左室各节段心肌的Vir、Ve/Va都显示出从二尖瓣瓣环向心尖方向逐渐减低的趋势,二尖瓣瓣环最大,心尖段最小,同一室壁不同节段心肌的运动速度和位移差异显著(P＜0.01)。见图1。CHF组与对照组相比较左室壁各节段的 Vir、Ve、Va、Ve/Va、均明显减低(P＜0.05)。CHF组心肌的不同节段在同一个心动周期内同步运动曲线特征及Vir、Ve、Va参数显示见图2。CHF组部分二尖瓣E/A比值＜1。对照组儿童的后壁、前壁、下壁心肌运动速度差异无显著意义,P＞0.05。前间隔、后间隔及侧壁心肌运动速度差异较大,P＜0.05;而CHF组患儿前壁、后壁各节段心肌的运动速度和位移比其他节段心肌的运动速度和位移小,P＜0.05。

图1 对照组儿童的不同节段心肌 Ve、Vs、Va的变化,表现为从心底到心尖逐渐减小的规律

图2 CHF患儿的不同节段心肌 Ve、Va的变化,表现为Ve峰值速度减低,Ve/Va＜1

3 讨论

CHF是严重威胁儿童健康的主要心血管疾病之一,准确评估CHF患儿心功能对指导临床治疗具有重要价值,目前无创评价舒张功能常用指标有房室瓣口血流频谱测量的E/A、减速时间、等容舒张期时间及肺动脉血流频谱测量的S/D等,易受心率、呼吸、左室顺应性、二尖瓣严重反流、左心室收缩功能下降、透声条件等因素的影响。多项研究表明QTVI技术能够检测出常规二维超声无法目测的室壁运动异常[1,2]。

本研究中,CHF患儿Vir减低,甚至出现负向或消失,IRT延长。原因可能为等容舒张期在心脏长轴方向上心肌局部主动舒张力下降或丧失,运动速度显著下降、甚至消失,舒张功能严重受损,并由此导致心肌沿纵轴方向的反向运动。同时,也使心肌丧失主动舒张的正常整体协同运动,产生舒张期室壁运动不协调,速度的大小和方向出现异常。这种杂乱无序的快速运动无疑会造成大量的能量消耗。Ve、Va明显下降,其原因可能在于舒张期心肌的主动伸长能力减低,各节段出现不协调的异常运动,尽管局部心肌运动的速度高,但是相互抵消,整体上使向心底的协调运动减弱。本研究CHF组3例患儿Ve/Va降低,可能是Ve降低后Va代偿升高的结果。

近来研究发现二尖瓣口血流频谱对轻度舒张功能受损时很敏感,但在中度舒张功能损伤时可出现假性正常,并较易受多种因素影响。在CHF患儿中,部分病例二尖瓣血流频谱E/A测值正常时,其局部心肌的运动速度参数测值都明显降低,表明CHF患儿,其左室舒张功能减低,可见单独用E/A比值来衡量左室舒张功能障碍可以出现假阴性。舒张期二尖瓣瓣环运动E峰出现时相略早于二尖瓣舒张期血流E峰,现已证明二尖瓣瓣环运动速度较二尖瓣血流速度更少受心脏前负荷的影响,能更直观地反映左室的舒张功能[3]。

患儿心功能越差,局部心肌舒张功能指标Ve、Va越低,且Ve、Va的降低与心功能分级增高是一致的,因而可以认为,较之E/A,Ve、Va能更早期和更准确评价左室舒张功能的障碍,尤其可鉴别左室充盈假性正常。

综上所述,QTVI技术所提供的量化心肌运动速度与时相信息、位移信息可实时、精确、定量及无创分析左室壁各节段心肌运动的诸多参数,其指标敏感、可靠,能够准确评价CHF患儿左室局部心肌舒张功能,为临床早期诊断、治疗CHF提供了一个客观、敏感、重复性好、可靠的辅助性检查手段。

[1]姚桂华,张 运,张鹏飞,等.组织速度显像技术定量评价左室节段性室壁运动的价值[J].中国超声医学杂志,2004,20:340.

[2]张海滨,钱蕴秋,郭 悦,等.病变心肌组织多谱勒频谱分析[J].中华超声影像学杂志,2004,13:59.

[3]Pellerin D,Dubourg O,Coisne D,et al.Contributionof Dopplerimaging of the myocardium to the study of cardiomyopathies[J].Arch Mal Coeur Vaiss,1998,91(12Suppl):51.